游隼快捷之谜
游隼是动物界运动速度最快的成员,以快速捕猎俯冲著称。这种鸟令人钦佩,但它们以时速200英里(约合322公里)俯冲同时保持极高精确度的原因一直是个谜。如今,德国科学家组成的一个科研组为了解游隼的空气动力学用一系列相机研究这些动物,结果发现它们的羽毛“突然出现”,减小阻力。
研究人员用获得的数据制造出一个仿佛全速俯冲的游隼的3D塑料模型,在一个风洞内研究它的运动。他们把一层薄薄的油漆涂抹在这个模型上,分析空气在它表面的流动轨迹。与此同时,这些科学家还研究了这个模型的疾飞模式,以便了解风的流动路线。
他们还在一个风洞内用激光照明追踪微粒运动,目的是观察它们在游隼身体表面是如何运动的。通过分析游隼飞行的数据和视频,科学家发现它们俯冲时翅膀间的小羽毛突然出现,使空气动力最大化,同时让空气平稳流过它们的身体。这些突然出现的羽毛减小阻力,可能类似于飞机翅膀上的副翼或跑车上的机翼。
这些科学家在论文中指出:“俯冲游隼的高分辨率照片表明,羽毛突然出现的地方完全一样,游隼模型的流动分离都发生在这里。”他们还在实验中发现游隼以最高速度俯冲时身体和翅膀形成典型形状——V形。
这项研究表明,游隼翅膀前缘并不整齐,而是有波浪状结构,同时颈部和两肩间空隙有凹槽。游隼曾在美国灭绝,但20世纪70年代禁用DDT和其他杀虫剂后,它们开始复苏。